地表水体腐殖质－氧化铁颗粒表面有机磷阻燃剂的光化学机制

The interface between humics and iron oxides widely exists in surface waters. The interface is an important reaction zone, on which organic contaminants can be photodegraded. However, in thus a heterogeneous system, the role of humics is still under study. As substitute for brominated flame retardants, organophosphorous flame retardants are greatly used in recent years and are widely found in nature waters, but its behavior and fate in environment is still unclear. In this project, usual iron oxides, different humics with various functional groups, typical organophosphorous flame retardants and simulated sunlight will be chosen to form heterogeneous photochemical systems. The relationship between the functional group of humics, the interface interaction of humics and the photochemical activity of humcis will be studied from the views of thermodynamics and kinetics. The role of humics on the photodegradation of exogenous organic compounds will be explored, and the related mechanisms of the photodegradation of organophosphorous flame retardants in nature waters will be disclosed. This study is of significance to elucidate the impact of humics on the environment fate of exogenous organic compounds. Also, this study is helpful in understanding the environment behavior of organophosphorous flame retardants, assessing its safety, and controlling its pollution.

地表水体中，广泛存在由腐殖质－氧化铁颗粒物组成的有机无机复合体界面。此界面是有机污染物发生自然光解的重要场所和平台，但腐殖质在此光解体系中的作用和角色还有待深入研究。有机磷阻燃剂是溴系阻燃剂的替代品，近年来应用量急剧上升，在自然水体中普遍残留，但其环境行为和归趋还很不清楚。本项目拟选取自然界常见的氧化铁和带不同官能团的腐殖质模式物，与典型有机磷阻燃剂和模拟太阳光构成多介质反应体系，从光化学动力学和界面热力学两个方面研究腐殖质的官能团结构和界面热力学作用与其光化学活性的关系，探索腐殖质影响外源有机物自然光解的作用和角色，揭示有机磷阻燃剂在自然条件下的光解转化机理。项目的研究有助于揭示腐殖质对外源污染物环境归趋的影响，具有重要的科学意义，并且，有助于认识有机磷阻燃剂的环境行为，对有机磷阻燃剂的安全性评价及污染控制亦有很好的指导意义。

地表水体中，广泛存在由腐殖质－氧化铁颗粒物组成的有机无机复合体界面。此界面是有机污染物发生自然光解的重要场所和平台，但腐殖质在此光解体系中的作用和角色还有待深入研究。有机磷阻燃剂是溴系阻燃剂的替代品，近年来应用量急剧上升，在自然水体中普遍残留，但其环境行为和归趋还很不清楚。.本项目制备了自然界常见的4种氧化铁（磁赤铁矿、赤铁矿、针铁矿和纤铁矿），选取草酸（OX）、蒽醌-2,6-二磺酸钠（AQDS）和腐殖酸（HA）作为腐殖质模式物，主要研究了典型有机磷阻燃剂磷酸三氯乙酯（TCEP）在氧化铁异相光化学体系中的降解过程和相关机制，不同官能团腐殖质模式物对其光解过程的影响，以及氧化铁界面上的吸附热力学，取得主要研究结果如下：.（1）.典型有机磷阻燃剂TCEP能够在各典型矿质氧化铁/草酸异相光化学体系中的可见光或紫外光下发生有效降解，体系存在最佳的反应初始pH值，对应产生较高的草酸降解率、脱氯率和H2O2的较高产生量。.（2）.地表水中的常见阴阳离子对TCEP在此氧化铁异相光化学体系中的降解影响不大，但醌基腐殖质模式物AQDS和另一种羧基腐殖质模式物HA在不同pH和不同氧化铁体系中均会抑制TCEP的光解，对应产生较低的草酸降解率和脱氯率，抑制机制有可能是促进H2O2产生以及与TCEP竞争消耗•OH两种作用的综合结果所致。.（3）.TCEP在此体系的降解途径包括聚合和断链两种途径，能够随降解过程释放氯离子，生成磷酸根离子，在一定程度上获得脱毒和矿化。.（4）.不同氧化铁在此体系中的光化学活性与各氧化铁吸附草酸的能力和氧化铁的表面结构密切相关，污染物对草酸在不同氧化铁上的吸附存在不同的影响作用，体系中溶解态铁的含量不是影响体系光化学活性的决定因素。. 以上研究结果揭示了典型有机磷阻燃剂TCEP在氧化铁异相体系中的光解过程和途径，不同官能团腐殖质模式物对其光解的作用和影响，以及腐殖质影响氧化铁光化学活性的复杂性，拓宽了对氧化铁与腐殖质模式物界面相互作用的认识，以及氧化铁降解有机污染物能力的认识，丰富了此体系反应机制的相关理论，具有重要的科学意义。